Stage - Etude de Spectres Gamma d'Actinides par Simulations Monte Carlo H/F - CEA

Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service des citoyens, de l'économie et de l'Etat.

Il apporte des solutions concrètes à leurs besoins dans quatre domaines principaux : transition énergétique, transition numérique, technologies pour la médecine du futur, défense et sécurité sur un socle de recherche fondamentale. Le CEA s'engage depuis plus de 75 ans au service de la souveraineté scientifique, technologique et industrielle de la France et de l'Europe pour un présent et un avenir mieux maîtrisés et plus sûrs.

Implanté au coeur des territoires équipés de très grandes infrastructures de recherche, le CEA dispose d'un large éventail de partenaires académiques et industriels en France, en Europe et à l'international.

Les 20 000 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales :

- La conscience des responsabilités
- La coopération
- La curiositéL'analyse isotopique d'actinides, de plutonium ou d'uranium, par spectrométrie gamma est une technique non-destructive essentielle pour la gestion du cycle du combustible et pour la surveillance de la non-prolifération nucléaire. Néanmoins, les incertitudes de mesure sont limitées par la connaissance des photons X et gamma émis par ces radionucléides, notamment les intensités d'émissions, les énergies et les largeurs naturelles des raies X.
Le LNHB, en tant que laboratoire national de métrologie possède une mission d'améliorer la connaissance des données de décroissance à travers, d'une part, l'évaluation et la publication de ces données, et d'autre part en mesurant de nouvelles données de décroissance plus justes et précises. Afin de répondre à cette mission, le LNHB développe et utilise des microcalorimètres magnétiques, ce sont des spectromètres ultra-haute résolution (~ 30 eV en dessous de 200 keV) fonctionnant à très basse température (< 20 mK) [1]. Le LNHB souhaite mettre en oeuvre ces détecteurs pour mesurer avec précisions les spectres gamma d'actinides.
L'objectif du stage est d'évaluer, par simulations Monte Carlo, les spectres obtenus par des microcalorimètres magnétiques. Pour cela, les géométries de détection seront implémentées dans le code de simulation Penelope, et les différents schémas de désintégration seront prises en compte grâce aux routines Pennuc. Ces simulations devront permettre de dimensionner les futures expériences, c'est-à-dire, de déterminer l'activité des radionucléides à mesurer, l'angle solide nécessaire entre le détecteur et la source, et le temps d'acquisition requis. De plus, elles permettront d'estimer quels niveaux d'incertitudes sont accessibles.

Références :
[1] Matias Rodrigues, Riham Mariam and Martin Loidl. A metallic magnetic calorimeter dedicated to the spectrometry of L X-rays emitted by actinides EPJ Web Conf., 146 (2017) 10012.
DOI: https://doi.org/10.1051/epjconf/201714610012

Étudiant.e en Master 2 ou école d'ingénieur : études en physique nucléaire, instrumentation, technologiques, programmation, modélisation et applications, etc.
Compétences scientifiques : instrumentation, modélisation

Le candidat devra faire preuve de rigueur technique, curiosité, bonne capacité d'écoute.